云平台下船舶载荷并行计算方法研究

风载荷是船舶所受所有载荷类型中最重要的一种,对其计算研究从未停止过,但传统的计算方法准确性不足,针对上述问题,提出一种云平台下船舶载荷并行计算方法。利用Map Reduce平台解决算法运行的理论基础,设计一个并行计算模型,以此为并行算法建立一个研究桥梁,通过并行计算公式对船舶的风载荷进行计算,精确研究并行算法。通过仿真实验和对比研究对并行算法进行验证,结果表明:并行算法计算出的结果与实际结果一致,准确性较之传统计算方法高,计算误差小于3 N。     

DSP平台的舰船图像增强系统

针对船舶航行图像对比清晰度较低的问题,设计基于DSP平台的舰船图像增强系统。按照DSP处理框架的执行需求,连接图像采集模块及信息增强电路,完成新型图像增强系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,根据舰船图像的信息管理模式,计算具体的函数增强公式,完成系统的软件运行环境搭建,联合相关硬件设备结构,实现DSP平台舰船图像增强系统的顺利应用。对比实验结果表明,与FPGA图像处理系统相比,应用增强型系统后,雾化度指标数值明显降低,船舶航行图像对比清晰度过低的问题得到有效解决。     

云平台中的并行船舶综合电网调度系统研究

海上电网供电系统对船舶持续稳定的电压供给是保证其海上航行的关键。随着海上船舶数量及体积的增加,海上船舰电网调度系统所需处理的信息随之增大,并且已经越来越不能满足对舰船供电负荷计算实时性的要求。基于现代信息处理的云平台能够利用分布式计算架构,将各船舶的供电负荷计算分配到各节点进行并行计算,能够有效解决原调度系统计算中心的性能瓶颈。本文在此基础上,提出一种云平台中的并行船舶电网调度算法,并给出了算法的实现方法。     

无线网络在舰船安全监测系统中的应用

为确定无线网络主机的实际应用价值,从而实现对船舶航行轨迹的安全性监测,针对无线网络在舰船安全监测系统中的实际应用能力展开研究。以网络执行主机作为船舶航行轨迹数据的核心生成设备,联合数据收发模块与网关设备元件,实现系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,导入航行轨迹监测数据,通过信息定位处理的方式,实现系统的软件执行环境搭建,结合相关硬件设备结构,完成基于无线网络的舰船安全监测系统设计。对比实验结果表明,与点迹型监测系统相比,无线网络型监测系统对船舶航行轨迹的把控精准度可达到90%以上,能够实现对无线网络主机的合理化利用。     

电力推进式船舶电力负荷预测系统研究

传统船舶电力负荷预测系统存在短期用电量不均、承载上限模糊等弊端。为有效解决上述问题,设计新型电力推进式船舶电力负荷预测系统。通过预测电路设计、推进负载接口设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行模块设计。通过电力负荷环境的搭建、数据库设计、负荷预测流程完善,完成新型系统的软件运行模块设计。模拟系统应用环境设计对比实验结果表明,与传统系统相比,新型电力推进式船舶电力负荷预测系统有效平均短期用电量、明确承载上限。     

船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

为实现对船舶舱室的智能化管理,设计船舶机舱危险行为的智能视觉监控系统。在ZigBee监控框架中,按需连接智能复位电路和视觉服务器,完成监控系统的硬件运行环境搭建。根据Linux监控内核的移植标准,连接视觉服务器获取的监控数据,完成监控系统的软件运行环境搭建,结合所有硬件执行设备,实现船舶机舱危险行为智能视觉监控系统的顺利应用。对比实验结果表明,在特定指标环境下,应用智能视觉监控系统可在最短时间发现船舶机舱内的危险行为,并对其进行精准的定位监控,有效解决现有技术手段在船舶舱体智能化管理方面存在的问题。     

某船电力推进系统技术研究试验平台方案设计

本文介绍了基于某型船电力推进系统的技术研究试验平台设计方案。采用与实船相似的电力推进系统搭建小比例半实物电力推进仿真系统,由电力推进系统设备如电站、配电屏、变频器、变压器和电机等实物,结合实现监控和仿真功能的仿真系统组成。该平台可通过构造不同的主回路组合方式、对负载参数进行设置,仿真推进工况和负载特性,为船舶动力系统的构成及控制策略提供研究和试验的平台。     

船舶配电故障恢复系统设计

针对传统船舶配电故障恢复系统存在故障恢复性能较差的问题,设计一种新的船舶配电故障恢复系统,该系统的硬件配置为通信模块。通信模块的构成为2台前置机、1台交换机、2台通信服务器、数字隔离板、解调调制板。系统的软件构成包括故障负荷统计模块、故障恢复模块以及数据支持管理模块。其中故障负荷统计模块主要利用状态估计法获取负荷母线实时的网络潮流与负荷情况,计算船舶配电故障的具体失电负荷;故障恢复模块主要通过舰船配电故障的实时过载处理实现配电故障的恢复;数据支持管理模块主要由基础数据管理单元、二次装置故障数据管理单元构成。通过硬件与软件相结合实现船舶配电故障恢复。为了证明该系统的故障恢复性能较好,进行该系统与传统系统的对比实验,实验结果证明该系统的故障恢复性能优于传统系统,实现了性能提升。     

船舶燃油剩余量动态监测系统设计与实现

传统LTR船舶油量监测系统存在监测命令执行时间过长、剩余油量定位不准确等弊端。为解决上述问题,设计新型船舶燃油剩余量动态监测系统。通过传感信号采集模块设计、A/D信号转换模块设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过燃油剩余量位置动态监测、监测数据库表结构设计、动态燃油量监测语句完善,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现系统的顺利应用。对比实验结果显示,与传统LTR船舶油量监测系统相比,应用新型船舶燃油剩余量动态监测系统后,监测命令执行时间明显缩短,剩余油量定位精准度最大值超过85%。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力，针对小型船舶巡航负荷的特点，组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况，设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统，并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的，基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪，获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明，该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率可维持在85%左右；当将燃料电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明，以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

无线网络船舶远程快速通信系统

远程通信系统是船舶航行任务接收的重要支持,远程通信质量直接影响船舶航行执行任务,为此在无线网络的支持下,从硬件和软件2个方面,优化设计船舶远程快速通信系统。调整无线网络的拓扑结构,改装船舶通信数据无线收发器和数据处理器,通过电容耦合提高硬件系统的抗干扰性能。在硬件设备的支持下,设置无线网络通信协议,通过通信数据与可用空间的比较,选择合适的通信信道。最终在通信拥塞控制下,实现系统的远程快速通信功能。综合无干扰和有干扰2种环境中的系统测试数据统计结果,得出结论：与传统通信系统相比,设计系统的通信数据丢失量更少、受干扰程度更小,且在通信时延缩短了约2 200 ms,由此证明优化设计的远程通信系统在稳定性和通信速度方面更加具有优势。     

船舶公共计算机平台的虚拟机优化设置

船舶公共计算机平台是一种利用公共硬件资源和设备为船舶用户搭建的共享平台,公共计算机平台的用户能够通过网络和虚拟机等媒介直接调用公共计算机平台的硬件资源,创建属于自己的虚拟计算环境.随着计算机技术和虚拟化技术的发展,船舶公共计算平台技术也获得了业内的广泛重视.本文基于云平台计算对船舶公共计算机平台的虚拟机设计、数据库冗余...     

串联式混合动力内河船舶参数匹配及控制策略研究

以某环境监测船为研究对象,根据基本参数与设计指标,在满足船舶动力性指标要求的前提下对船舶动力系统进行参数匹配,提高船舶经济性并改善排放性能。在混合动力船舶电力推进试验平台上采用切换理论控制策略进行仿真试验,结果表明,船舶在满足性能要求的前提下,燃油消耗量大幅降低,验证了动力系统参数匹配结果及控制策略的合理性和可行性。     

基于以太网的船舶监控系统终端智能开发

传统船舶监控系统存在程序响应速率过慢等现象,为解决上述问题,设计基于以太网的新型船舶系统智能监控终端。利用ZigBee以太协议框架,规划智能终端电源模块的供电形式,完成新型监控终端的硬件运行环境搭建。在此基础上,借助终端监控协议,对船舶服务器与监控客户端进行交互处理,并在满足数据处理要求的前提下,完成监控终端数据库结构,实现新型监控终端的软件运行环境搭建。软、硬件结构相结合,完成基于以太网的船舶监控系统终端智能开发。对比实验结果表明,与传统系统终端相比,应用基于以太网的新型船舶系统智能监控终端后,低频、高频状态下的程序响应速率均得到一定程度的提升。     

基于BIM技术的项目管理平台研究及应用

针对传统工程项目信息化管理中存在的手段单一、信息分散、协同效率差、决策支持困难、维护更新投入大等问题,进行基于BIM技术的项目管理平台研究,采用云技术和异构系统集成技术,进行私有云部署和异构系统集成,保证不同用户、不同地域协同办公以及不同系统之间BIM信息流通,实现了BIM模型、GIS环境与项目管理体系的深度融合。结果表明,云环境下BIM项目管理平台有效减少企业硬件投入和软件维护成本,在工程进度模拟、质量追溯、安全监控、投资控制等方面创新管理手段和流程,提高了项目管理效率和水平。     

神经网络在船舶电力推进系统故障诊断中的应用

船舶电力推进系统目前成为船舶推进系统的主流选择,电力推进系统对于保障船舶的安全稳定运行具有重要意义。因此,对采用电力推进系统的船舶进行电力推进系统故障诊断,成为船舶日常维护的一项重要工作。本文对船舶电力推进系统故障诊断系统进行研究,在Simulink环境下搭建故障诊断模型,并将BP神经网络应用于诊断系统,对电力推进系统的故障学习和诊断能力进行仿真。结果表明,该故障诊断系统可以提高网络的学习速度和诊断效果,具有很好的故障诊断能力,可以满足船舶电力推进系统的性能要求。     

船舶电力电路短路检测系统设计

传统船舶电力短路检测系统不能进行长时间的满负荷运行,且电机检测修复效率较低。为解决上述问题,设计新型船舶电力电路短路检测系统。通过检测电源模块设计、电力短路接口芯片选择2个步骤,实现新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过电路操作协议栈移植、电力检测励磁参数设置、短路驱动程序设计3个步骤,实现新型系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行模块,完成新型船舶电力电路短路检测系统的搭建。对比实验结果表明,与传统船舶电力短路检测系统相比,应用新型船舶电力电路短路检测系统后,满负荷运行时间最长可达150 min左右,电机检测修复效率始终不低于60%。     

船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究

针对船舶燃气轮机发电机组受到海上航行环境的影响,导致干式负荷与实际负荷之间的测控偏差较大,为了缩小干式负荷的测控偏差,提出船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究。将CRIO控制器与船舶燃气轮机发电机组共同构成一个闭环式回路,利用CRIO实时控制器的原理,设计系统的硬件部分,通过设计船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控算法和干式负荷测控程序,完成系统的软件设计,实现了船舶燃气轮机发电机组干式负荷的测控。测试结果表明,提出的船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控可以缩小干式负荷的测控偏差。     

基于PLC技术的船舶电力推进系统设计

传统的船舶电力推进系统存在着可靠度低的缺陷,为此提出基于PLC技术的船舶电力推进系统设计研究。电力推进系统主要由电力系统、调速系统、回转系统和推进器组成。系统硬件设计包括变频器、PLC硬件设备和变频器通信硬件设备设计,系统软件设计包括通讯环境设计、电力推进控制系统冗余程序设计和电机运行程序设计。通过系统硬件与软件设计实现了电力推进系统的运行。实验结果显示,设计的船舶电力推进系统的可靠度比传统系统高出25.2%,说明设计的船舶电力推进系统具备极高的有效性。     

基于互联网的船舶机桨匹配远程计算平台

为满足远程船舶机桨匹配设计的需求,结合MATLAB和C#平台进行混合编程,运用Easyui进行用户交互界面设计,介绍一套基于互联网的B/S架构船舶机桨匹配远程计算平台。在该平台上通过船舶机桨匹配中的初级匹配、终结匹配和空泡校核等3个实例进行平台测试。测试结果表明,该平台操作简单、计算速度快、结果准确,能很好地实现远程机桨匹配计算,可为未来船舶动力系统工况在线监测及"互联网+"环境下的机桨动态匹配提供工程基础。